5.7 - REABASTECIMENTO DE COMBUSTÍVEL BUSSARD

Episódio: Samaritan Snare

Episódio: Night Terrors

NOTA: O ramscoop Bussard apareceu em uso em, pelo menos, dois episódios, "Samaritan Snare" e Nigth terrors ". Em ambos os casos, o sistema  de absorção de gás de hidrogênio ou de plasma fluiu para fora da naceles (em vez de ter entrado como ocorreria normalmente). No primeiro uso, resultou em um espetacular (mas inofensivo) show pirotécnico. Durante Night Terrors, o fluxo de hidrogênio foi usado para tentar selar uma fenda espacial perigosa.

    Se caso um nave tanque não conseguir alcançar uma nave de Classe Galaxy, ela tem a capacidade de absorver matéria do espaço através de dois conjuntos de uma série de bobinas magnéticas de alta energia conhecidas normalmente como Bussard Ramscoop. Nomeado desta forma por causa do físico e matemático do século XX Robert W.

Para saber mais sobre Robert W. Bussard clique aqui

    Este sistema emana radiação ionizada e um campo magnético com o objetivo de atrair e comprimir os gazes tênue encontrado dentro Via Láctea. Destes, a qual possui uma densidade média de um átomo por centímetro cúbico, pode ser destilado em pequenas quantidades de deutério para contingência reposição do fornecimento de matéria. Em altas velocidades relativistas, esta acumulação de gás pode ser apreciável, embora a técnica não é recomendada para longos períodos de tempo, por razões de dilatação temporal (Ver: 6.2 link não ativo).

Campo dos coletores Bussard

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    A velocidade de dobra, no entanto, suprimentos de emergência estendidas podem ser recolhidas. Quando as fontes correspondentes de anti-matéria não pode ser recuperado a partir do espaço dessa maneira, quantidades diminutas de antimatéria podem ser gerada por um dispositivo de inversão de carga do quantum de bordo (Ver: 5.7 link ainda não ativo).

    É um fato aceito que uma nave em perigo continuará a esgotar as suas fontes de energia, no entanto, sistemas como este foram incluídos para permitir pelo menos uma pequena chance adicional de sobrevivência.

    Um coletor Bussard pode ser encontrado na extremidade dianteira de cada nacele. É composto por três conjuntos principais, um emissor de ionização (ionizing beam emitter-IBE), o gerador de campo magnético/coletor (magnetic field generator/collector-MFG/C), e o ciclo contínuo de fracionamento (continuous cycle fractionator - CCF).

A - Emissor de Ionização

   Os dois emissores (ionizing beam emitters - IBE) transmite uma carga de partículas neutras no espaço de tal forma que elas podem ser coletadas pelo MFG/C. Em velocidade de Dobra, estas energias estão transacionadas dentro das frequências do subespaço de modo que elas podem se projetar a frente da nave antes antes de decair ao seu estado normal.

B - Ciclo contínuo de Fracionamento

   O ciclo continuo de fracionamento separa a entrada de gás dentro das diferentes grades de matéria que são consideradas combustíveis dentro do motor de dobra da nave.

C - Compressor CCF

    Quatro compressores CCF estão usados para comprimir a matéria separada pelo ciclo de fracionamento continuo, em seguida é levado por compressão ao tanque localizado no casco batalha.

D - Entrada de gás interestelar

    O primeiro estágio de purificação da matéria normalmente usado do espaço envolve a extração dos gazes interestelares ionizados pelo IBE na frente da nacele onde é canalizada através das fendas localizadas justamente atrás do fim da cápsula. o designer destas fendas permitem que gazes rarefeitos passem através delas, mas bloqueia a maioria das partículas de rochas e poeira.

E - Gerador de Campo Magnético/Coletor

    O gerador (magnetic field generator/collector-MFG/C) é composto de um conjunto de seis bobinas, construídas de cobalto-lantanídeo-boronite (cobalt-lanthanide-boronite), que são desenhadas para lançar uma rede magnética a frente da nave para puxar as partículas carregadas em direção as grades de entrada. Em velocidades sub-luz, as bobinas varrem a frente normalmente. Em velocidades de dobra, no entanto, a operação é revertida para amenizar a entrada de matéria. Este sistema funciona em estreita ligação com o defletor principal de navegação. Em operação normal, é claro, o trabalho do deflector é impedir que qualquer material interestelar se choque contra a nave. Os pequenos "buracos" no campo magnético são manipulados pelo defletor e pelo MFG/C para permitir a captura de enormes quantidades de gás rarefeito.

D - Tanque de armazenamento

    Estes tanques foram desenhados para acumular o gás na forma densificada interestelar depois de ter sido separado pelo CCF e arrefecida pelas unidades de compressor. O sistema de válvulas e os conduítes podem ser programado para desviar os gases diferentes para diferentes reservatórios, ainda que o produto final normal no processo de fraccionamento é líquido ou lama de deutério, que é então transferido para o tanque de matéria grande no casco secundário.

G - Toróides de Calefação

    Este sistema de múltiplos conduítes pressurizados trabalha em conjunto com os sulcos da nacele para eliminar calor residual de todo o sistema, bem como ajudando a moldar o campos do coletor Bussard. Os toróides são cheios com hélio, que deve ser alimentada durante períodos de repouso nas bases estelares devido à elevada taxa de perda molecular através de materiais sólidos.

H - Cápsula frontal

    A parte da frente da nacele de dobra é constituído por uma tampa de terminação fosca. A maior estrutura da nave espacial fundido em uma unica peça é construída de polyduranide que é transparente para uma estreita gama de energias ionizantes produzidos pelos IBEs. O brilho vermelho característico realmente emana do emissores ionizantes escondidos por trás dela.

I - Sulcos da Nacele

Os sulcos da Nacelle, que são compostos de 56 camadas alternadas de neodymiun-12 cortenide e tritanium, são energizados por entradas de energia controladas por computador, utilizando plasma tirados diretamente do reator de dobra da nave. As saliências funcionam em combinação com as disposições das grandes bobinas anulares ré dos IBES para controlar os níveis de potência e formas dos campos ao longo do qual o gás flui para o sistema Bussard.

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5.6 - SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO

   Episódio: Home Soil

   A alimentação de combustível para o sistema de propulsão de dobra (warp propulsion system - WPS) está contido dentro do tanque principal de deutério (primary deuterium tank - PDT) na Seção de Batalha (Battle Section). O PDT, que alimenta também o sistema de propulsão de impulso (impulse propulsion system – IPS), é normalmente carregado com deutério em estado de lama a uma temperatura de -259°C, ou 13.8K. O PDT é construído de matriz forçada de 2378 cortanium e aço inoxidável, com espuma de isolamento de silício-cobre-duranite (silicon-copper-duranite) na parte interior e gama-soldado em camadas alternadas e predispostas. Entradas para as naves de abastecimento, linhas de ventilação e sensores são feitos por cortes padrões precisos.

 Deck 26

Deck 27

Deck 28

Deck 29

    Há um total de quatro principais distribuidores de combustível de alimentação do PDT para o injetor reagente de matéria, oito conduítes de alimentação para os tanques auxiliares do Módulo Pires, e quatro para o motor de impulso principal.

Sala de Injeção no Deck 30

    O volume total interno, a qual é compartimentado em caso de perdas devido a danos estruturais, são  de 63.200 m3, embora a carga total de deutério normal seja de 62.500 m3. Tal como acontece com o volume de anti-matéria carregadas por um segmento multimissão típico, uma carga total de deutério é classificado para durar cerca de três anos.

Visão lateral do Tanque 

    Tal como acontece com qualquer tanque construído, certa porcentagem de moléculas de deutério está prevista para migrar através das paredes do tanque ao longo do tempo. A taxa de vazamento do PDT foi medida a <.000002 kg/dia. Valores proporcionais válidos para todos os tanques auxiliares também.

Camadas do Tanque por decks

 
O Deutério em estado de lama é criado por meio de fracionamento eletro-centrífugo padrão de uma variedade de materiais, incluindo água do mar, neves exteriores de satélites de planetas, núcleos de cometas, e líquidos de refrigeração.
    Cada um vai resultar em diferentes proporções de deutério e resíduos, mas pode ser manipulado pelo mesmo hardware da Frota Estelar. Petroleiros oficiais são muito mais numerosos do que os seus homólogos de antimatéria, e pode fornecer reagentes de emergência em pouco tempo.
    Dois portos de carregamento de deutério estão localizados ao longo da coluna estrutural do casco de batalha, na parte de trás no nível do tanque.

    A interface do porto de carregamento contém ligações estruturais para encaixe firme dentro de uma doca estelar ou de livre flutuação de manutenção, bem como de alívio de pressão, entrada de expulsão e conexões de saída, e linhas de dados ópticos e rede para os computadores das bases estelares.

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5.5 - ARMAZENAMENTO E TRANSFERÊNCIA DE ANTIMATÉRIA

    

  Desde a sua existência confirmada na década de 1930, o conceito de uma forma de matéria com a mesma massa, mas com carga e rotação invertida, tem intrigado cientistas e engenheiros como um meio de produzir quantidades sem precedentes de energia, e aplicar essa energia para conduzir grandes veículos espaciais.

    A Teoria cosmológica afirma que todas as partes constituintes do universo foram criados em pares, isto é, uma partícula de matéria e uma partícula de antimatéria. Por que parece haver uma tendência em direção a matéria em nossa vizinhança galáctica é, até hoje, um tópico de discussão intrigante. Todas as antipartículas de base que foram sintetizadas, no entanto, estão disponíveis para utilização experimental e operacional contínua. Quando, por exemplo, um eletrom e um antielétrons (ou pósitrons) estão em estreita proximidade, elas mutuamente se aniquilam, produzindo raios gama energéticos. Outros pares de partícula de antipartícula se aniquilam em diferentes combinações de partículas subatômicas e energia. Para saber mais sobre o assunto acesse aqui
    Os resultados teóricos apresentados por deuterium (deuterium) “um isótopo de hidrogênio (isotope of hydrogen), e a sua antimatéria equivalente” foram de interesse particular para os engenheiros espaciais.

Elemento Hidrogênio no topo da tabela

Para saber mais sobre Deuterium clique aqui

Os problemas encontrados ao longo do caminho para alcançar um motor funcional de Matéria/ Antematéria (matter/antimatter – M/A), no entanto, foram tão assustadoras como as possíveis recompensas.

    A Antimatéria (Antimatter), a partir do momento de sua criação, não podia ser contida por não poder tocar em qualquer matéria. Numerosos esquemas foram propostos para conter o anti-hidrogênio (antihydrogen) por campos magnéticos. Este continua a ser o método mais aceitável e seguro. Grandes ​​quantidades de anti-hidrogênio, na forma de líquido ou, melhor ainda, “lama”, representam riscos significativos no caso de falha de qualquer parte do confinamento magnético. Nos últimos 50 anos, supercondutores de suporte de campo e outras medidas proporcionaram um maior grau de segurança a bordo de naves da Frota Estelar.

    Conforme utilizado a bordo do USS Enterprise, a antimatéria é gerada pela primeira vez em grandes instalações de abastecimento da Frota Estelar (major Starfleet fueling facilities)...

...por dispositivos combinados de reversão de carga por fusão-solar (solar-fusion charge reversal devices), que processa prótons e nêutrons em raios antideuterium, e são unidas por um acelerador de emissão de pósitrons (positron beam accelerator) para produzir anti-hidrogênio (especificamente antideuterium). Mesmo com a entrada do dínamo solar, agregado, há uma perda de energia líquida de 24%, utilizando este processo, mas esta perda é considerada aceitável pela Frota Estelar para conduzir operações interestelares distantes. A antimatéria é mantida constante por conduítes magnéticos e tancagem compartimentada, a bordo da unidade de abastecimento. Naves iniciais também foram construídas com tancagem compartimentada no lugar, embora este método provasse ser menos confiável do ponto de vista de segurança em uma nave submetida a altas tensões.

   Durante o reabastecimento normal, a antimatéria é passada através da doca de carregamento, uma lança e receptáculo (probe-and-droge) circular de 1.75 metros de largura, equipado com 12 fechos de doca e íres magnéticas.

Abertura da Lança e Receptáculo

   Em torno da doca de carregamento de antimatéria no Deck 42 estão trinta pods de armazenamento, (Nota: Segundo as plantas oficiais há 32 pods; 2 no deck 10, 2 no deck 39, 28 no deck 40, e no deck 41, cada um medindo 4 x 8 metros e construído de polyduranium, com uma camada de campo magnético interno do quonium férrico (ferric quonium).

Download do projeto aqui

Localização dos pods nos três últimos decks segundo esquema oficial

    Cada pod contém um volume máximo de 100m³ de antimatéria, dando a nave um abastecimento total de 30 pods de 3000m³, (ou segundo as plantas oficiais: 60 pods de 6000m³) o suficiente para um período normal de missão de três anos. Cada um está ligado por conduítes blindados (shielded conduits) a uma série de coletores, controladores de fluxo, e um sistema de alimentação de energia por eletro plasma (EPS). Em condições rápidas de reabastecimento, reservada para situações de emergência, o armazenamento do conjunto de pods de antimatéria (antimatter storage pod assembly - ASPA) pode ser retirado e substituído em menos de uma hora.

    Em caso de perda de contenção magnética, essa mesma os pods podem ser ejetados por iniciadores de microfusão a uma velocidade de 40m/s, empurrando-as para fora da nave antes da queda total dos campos e a antimatéria tenha a chance de reagir com as paredes dos pods (Ver: 5.9 link ainda inativo). Embora pequenos grupos de pods possam ser substituído, sob condições normais, o método de transferência de bomba magnética é o preferido.

     A Antimatéria, mesmo contida nos pods de armazenamento, não pode ser movida por transportadores sem grandes modificações no buffer padrão, nos conduítes de transferência, e emissores de transporte por razões de segurança, devido à natureza altamente volátil de antimatéria. (Exceções específicas se aplicam para pequenas quantidades de antimatéria em dispositivos de contenção magnéticos, normalmente utilizados para engenharia e aplicações científicas).

    O reabastecimento, enquanto no espaço interestelar, é possível através do uso de petroleiros oficiais da Frota Estelar (Starfleet tanker craft). As transferências através de petroleiros têm riscos consideráveis​​, não tanto de problemas de hardware, mas porque a antimatéria refinada é uma mercadoria valiosa, e vulnerável ​​a assaltos ou destruição durante o trânsito. Os cruzadores de escolta da Frota Estelar (Starfleet cruiser escorts) são um procedimento padrão para todos os movimentos de petroleiros.

Duas classes de naves de escolta são a Defiant e a Akira.

Defiant class

Akira Class

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5.4.4 - PROPULSÃO DE DOBRA

     O efeito de propulsão é conseguido por uma série de fatores que trabalham em conjunto.

PRIMEIRO

    A formação do campo é controlável na direção da frente para ré (horizontal). À medida que os injetores de plasma são sequencialmente disparados, as camadas de construção de campo de dobra acorrem de acordo com a frequência dos impulsos no plasma, empurrando uma contra a outra. As forças de acumuladas nas camadas reduzem a massa aparente da nave e transmite as velocidades exigidas. O ponto crítico de transição acontece quando uma espaço-nave parece, para um observador externo, estar viajando mais rápido do que c. Quando a energia total do campo alcança 1000 milicochranes, a nave parece cruzar a barreira de c em menos tempo de o tempo de Planck, 1,3 x 10-43 segundos, e a física de dobra garante que a nave nunca vai viajar a exatamente c.

    As três bobinas a frente de cada nacele operar com um sutil desvio de frequência para reforçar o campo à frente do coletor Bussard e envolver o Módulo Pires. Isso ajuda a criar o campo assimétrico necessário para impulsionar a nave para frente.

SEGUNDO

     Em segundo lugar, um par de naceles é empregada para criar dois campos equilibrados, interagindo para manobras de veículos. NOTA: Em 2269 o trabalho experimental com naceles individuais e mais de duas naceles resultou que duas era o número ideal para a geração de energia e controle da nave.      Manobras espaciais são realizadas através da introdução de diferenças controladas na temporização de cada conjunto de bobinas de dobra, modificando assim a geometria da área total de dobra e a posição resultante da nave. Os movimentos (XZ) são mais facilmente controladas desta maneira. A afinação é afetada por uma combinação de diferenças temporárias e as concentrações plasmáticas.

     TERCEIRO

    A forma do casco facilita o deslizamento em Dobra e transmite um vetor de correção geométrica. A seção disco, que mantém a sua forma originada da ideia de sua utilização como um veículo para pouso de emergência, ajuda a moldar a parte anterior do campo através do uso do casco, uma elipse plana de 55º, que provou ser de grande eficiência nos picos de transição. O corte inferior da seção de engenharia permite vários graus de aderência do campo, prevenindo desta maneira o acúmulo de camadas em um ponto qualquer.. Durante a separação do módulo Pires e operação independente da Seção de Batalha, o campo de controle do software de dobra interativo ajusta a geometria do campo para ajustar a forma espacial alterada (Ver: Teoria e Aplicação do Campo de Dobra)

(Download PDF)
Geometria do campo subespaço da nave estelar de Classe Galaxy

Diferença relativa do campo com valores (%) a 1000 millicochranes

(Download PDF)

LCARS de situação principal de Dobra espacial baseado nos dados do manual oficial

Escritório do Engenheiro Chefe 

Episódio: Booby Trap 3x06

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5.4.3 - BOBINAS DE CAMPO DE DOBRA

    O campo de energia necessária para impulsionar a USS Enterprise é criado pelas bobinas de campo de dobra e garantida pela configuração específica do casco da nave. As bobinas geram um intenso campo, várias camadas que envolvem a nave, e é a manipulação da forma deste campo que produz o efeito de propulsão através e além da velocidade da luz.

    As bobinas são toróides divididas posicionadas dentro das naceles. Cada metade do segmento mede 9,5 x 43 metros e são construídas a partir de um núcleo de tungstênio-cobalto-magnésio (Tungsten-cobalt-magnesium) densificadas afim de que haja rigidez estrutural, e são encaixadas dentro de um molde eletricamente densificado com cortenide verterium.

    Um par mede 21 x 43 metros, com uma massa de 34.375 toneladas métricas. Dois conjuntos completos de dezoito bobinas cada tem a massas de 1,23 x 106 toneladas métricas, representando cerca de 25% do total da massa da nave.

    O processo de fundição, como discutido anteriormente em 5.1, provou ser um pouco difícil de repetir de forma confiável durante as primeiras fases do Projeto Classe Galaxy. Melhorias nos materiais e procedimentos conduziram a mais cópias exatas para utilização na nave, que a instalação de pares estreitamente alinhados de bobinas dentro de uma nacele ainda é utilizada. Durante a remodelação das bobinas em uma grande base estelar, o tempo máximo entre a primeira e a ultima bobina não teve mais do que seis meses.

    Quando ativado, o cortenide verterium dentro de um par de bobinas provoca uma mudança profundamente das frequências de energia transportadas pelo plasma no domínio de subespaço. As ondas de campo de energia quantum subespaço se formam a aproximadamente 1/3 da distância da superfície interior da bobina para a superfície exterior, como o cortenide verterium provoca alterações na geometria do espaço na escala de Planck de 3,9 x 1033 cm.

    Os campos de energia são convertidos e saem da superfície externa da bobina e irradia para fora da nacele. Certa quantidade de energia de campo ocorre na linha central da bobina, e aparece como uma emissão de luz visível.

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5.4.2 - SISTEMA DE INJEÇÃO DE PLASMA

 Episódio Eye of the Beholder

   No fim da cada conjunto dos Conduítes de Transferência de Energia (Power Transfer Conduits - PTC) está o Sistema de Injeção de Plasma. Uma série de dezoito injetores com válvulas magnéticas ligadas aos controladores do motor de dobra.

(NOTA: No Episódio Eye of the Beholder, 7x18, vemos apenas um injetor.

Tentarei manter os três conceitos oficiais do interior da nacele).

     Há um injetor para cada bobina, e os injetores podem ser disparados em sequências variáveis​​, de acordo com a função de voo de dobra a ser executada. Os injetores são construídos de arkenium duranide e cristal ferrocarbonite (arkenium duranide and single-crystal ferrocarbonite), com toróides de constrição magnética de nalgetium serrite. Controles de entrada e resposta são manejados por doze ligações à rede de dados ópticos (optical data network - ODN).

    Pequenas diferenças temporais entre o computador e os injetores acontecem durante qualquer partida inicial das bobinas, ou em alterações dos fatores de Dobra, devido à distância física do computador os motores. Problema este rapidamente ajustado por sincronização do software que tem esta função especifica, conseguindo assim a operação em tempo simultâneo e imediato dos motores.

   O ciclo de abertura e fechamento dos injetores é variável, a partir de 25ns a 50ns. Cada disparo de um injetor expõe sua bobina correspondente a uma explosão de energia a ser convertida no campo de dobra.

    Nos fatores de dobra de 1 a 4: Os injetores disparam em baixas frequências, entre 30Hz e 40Hz, e permanece aberta por períodos curtos, entre 25ns e 30ns.

    Nos fatores de dobra de 5 a 7: As frequências de disparo sobem de 40Hz a 50Hz, e os injetores permanecem abertos por períodos mais longos, de 30ns a 40ns.

   Em Fatores de dobra de 8 a 9,9: As frequências de disparo dos injetores sobem para 50 Hz, mas há um choque do tempo de ciclo do injetor, devido a limitações de cargas residuais das válvulas magnéticas, conflitando potencialmente com as frequências de energia a partir do M/ARC, e entrada/resposta de controle. O maior tempo de ciclo seguro para altos fatores de dobra é geralmente aceito como 53ns.

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